(57)【要約】【課題】  車両内無線通信システムにおける外来電磁波の影響を低減する。【解決手段】  複数のアンテナ３１ａを有し、これらのアンテナ３１ａに同軸ケーブル２を介して接続されたＥＣＵ３１を親モジュールとし、アンテナ３２ａを有するＥＴＣ車載器３２、アンテナ３３ａを有するドアＥＣＵ３３、アンテナ３４ａを有するカーナビゲーション装置３４をそれぞれ子モジュールとし、親モジュールと子モジュール間の通信を無線にて行う。親モジュールのアンテナと子モジュールのアンテナの各アンテナ同士が対向して設けられているので、各アンテナを直近に配置し、受信側のモジュールの受信感度を低くすることができ、外来電磁波の影響を低減することができる。【選択図】        図３
2005035421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の制御手段間の通信を無線にて行う車両内無線通信システムであって、
複数の第１のアンテナ（３１ａ）を有し、これらの第１のアンテナ（３１ａ）に接続手段（２）を介して接続された第１の制御手段（３１）と、
第２のアンテナ（３２ａ、３３ａ、３４ａ）を有する複数の第２の制御手段（３２、３３、３４）と、を備え、
前記第１の制御手段の前記第１のアンテナと前記第２の制御手段の前記第２のアンテナの各アンテナ同士が対向して設けられたことを特徴とする車両内無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の制御手段のアンテナおよび前記第２の制御手段のアンテナは、それぞれ狭指向性であることを特徴とする請求項１に記載の車両内無線通信システム。
【請求項３】
前記第１の制御手段のアンテナおよび前記第２の制御手段のアンテナは、それぞれ地表面に対して垂直方向に指向性が得られるように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両内無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内に設けられた複数のモジュール間を無線通信により行う車両内無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、伝送路にケーブルを使用せず、無線を利用するＬＡＮとして無線ＬＡＮが広く利用されている。そして、自動車などの車両内に設けられた複数の機器間の通信においても、無線ＬＡＮを適用したものがある。
【０００３】
図４は、車両内の複数の機器間の通信に無線ＬＡＮを適用した車両内無線通信システムの構成を示したものである。図に示すように、車両内にＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびナビゲーション装置３４が分散して配置され、各機器間のデータ通信を無線にて行っている。
【０００４】
また、車体をエンジンルームの部分のブロックやトランクルームの部分のブロックのように複数のブロックに分割し、各ブロック毎に装備品および電装品をモジュール化して、各モジュール間のデータ通信を無線にて行う車両内データ伝送システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−６７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示した車内無線通信システムにおけるＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２などの各機器や、特許文献１の車両内データ伝送システムにおける各モジュールは、それぞれアンテナを有し、これらのアンテナを介して無線による通信を行っている。しかし、これらのアンテナは互いに離れて設置されているため、受信側の機器やモジュールは、受信側のアンテナで受信した電磁波を増幅する等の処理を施して、受信感度を高くしている。
【０００６】
しかし、受信側の機器やモジュールの受信感度が高く設定されると、携帯電話によって発生する電波や違法無線の電波など、様々な外来電磁波の影響を受けやすいといった問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みたもので、車両内無線通信システムにおける外来電磁波の影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に設けられた複数の制御手段間の通信を無線にて行う車両内無線通信システムであって、複数の第１のアンテナ３１ａを有し、これらの第１のアンテナ３１ａに接続手段２を介して接続された第１の制御手段３１と、第２のアンテナ３２ａ、３３ａ、３４ａを有する複数の第２の制御手段３２、３３、３４と、を備え、第１の制御手段の第１のアンテナと第２の制御手段の第２のアンテナの各アンテナ同士が対向して設けられたことを特徴としている。
【０００９】
このように、第１の制御手段の第１のアンテナと第２の制御手段の第２のアンテナの各アンテナ同士が対向して設けられているので、各アンテナを直近に配置し、受信側の機器やモジュールの受信感度を低くすることができ、外来電磁波の影響を低減することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明のように、第１の制御手段のアンテナおよび第２の制御手段のアンテナは、それぞれ狭指向性となっているため、これらのアンテナの指向性と異なる方向の指向性を有する外来電磁波の影響を低減することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、第１の制御手段のアンテナおよび第２の制御手段のアンテナは、それぞれ地表面に対して垂直方向に指向性が得られるように設けられているので、車両の前後左右方向の水平方向から発生される、地表面に対して水平方向の外来電磁波の影響を低減することができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、本発明の一実施形態に係る車両内無線通信システムの構成を概念的に示す。図に示すように、車両内無線通信システムは、ＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４を有している。なお、この車両内無線通信システムは、ＥＣＵ３１を親モジュール（第１の制御手段）とし、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４を子モジュール（第２の制御手段）として、親モジュールと子モジュール間の通信を無線にて行う。なお、親モジュールと子モジュール間の通信は、時分割多重により双方向の通信を行うようになっている。
【００１４】
まず、子モジュールの構成について説明する。
【００１５】
ＥＴＣ車載器３２は、有料道路の自動料金収受システムの車載器であり、ダッシュボードあるいはその付近に設置される。ＥＴＣ車載器３２は、ＥＣＵ３１と無線通信を行うためのループコイル型のアンテナ３２ａを有している。
【００１６】
ドアＥＣＵ３３は、ユーザーの各操作スイッチからの出力に基づき、ドアロック開施錠制御、パワーウインド制御などを行うものであり、乗降用の４つのドア内にそれぞれ設けられている。ドアＥＣＵ３３は、ＥＣＵ３１と無線通信を行うためのループコイル型のアンテナ３３ａを有している。
【００１７】
カーナビゲーション装置３４は、図示しないＧＰＳアンテナを有し、このＧＰＳアンテナから位置情報を取得し、車両の現在位置に関する情報を表示画面に表示させるものである。カーナビゲーション装置３４は、ＧＰＳアンテナの他に、ＥＣＵ３１と無線通信を行うためのループコイル型のアンテナ３４ａを有している。
【００１８】
また、上記したＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４は、それぞれ、ＣＰＵ、メモリ、高周波回路を有している。データ送信時には、ＣＰＵから高周波回路に送信データを送信し、この送信データは高周波回路により所定の変調方法で変調され、アンテナを介して電磁波として空間に放射される。また、アンテナを介して電磁波を受信すると、受信した受信信号は高周波回路で増幅、復調され、受信データとしてＣＰＵに入力されるようになっている。
【００１９】
次に、親モジュールの構成について説明する。
【００２０】
ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ、メモリ、高周波回路（いずれも図示せず）、同軸ケーブル２およびアンテナ３１ａを有している。ＥＣＵ３１のＣＰＵは、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することによって作動する。ＥＣＵ３１の高周波回路には、アンテナ線として同軸ケーブル２が接続されており、この同軸ケーブル２には、子モジュールの数と同数の６つのアンテナ３１ａが接続されている。
【００２１】
図２に、ＥＣＵ３１の同軸ケーブル２およびアンテナ３１ａの接続を模式的に示す。図に示すように、ＥＣＵ３１の高周波回路には同軸ケーブル２が接続されている。この同軸ケーブル２は、内部導体２ａと外部導体２ｂからなり、内部導体２ａと外部導体２ｂとの間に、複数のループコイル型のアンテナ３１ａが並列に接続されている。
【００２２】
また、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３、カーナビゲーション装置３４の各アンテナ３２ａ、３３ａ、３４ａ毎に、ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａは近接して配置されている。
【００２３】
以下、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａを例に、親モジュールのアンテナと子モジュールのアンテナの配置について説明する。図３に、ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａとＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａの配置例を示す。
【００２４】
図に示すように、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａは、樹脂製の筐体３２ａ、エポキシ樹脂により形成された筒状部材３２１および筒状部材３２１の外周にコイル状に形成された導体３２０を有している。なお、筒状部材３２１は筐体３２ｂの上板の下側面に接触して固定されている。また、導体３２０に交流電流が流れた場合、図中Ａに示す方向、すなわち、図３の上下方向に電磁波が発生する。このように、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａは、導体３２０によって、図３の上下方向、すなわち、地表面に対して垂直方向の指向性を有するように配置されている。
【００２５】
ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａは、樹脂製の筐体３１ｂ、エポキシ樹脂により筒状に形成された筒状部材３１１および筒状部材３１１の外周にコイル状に形成された導体３１０を有している。また、筒状部材３１１はアンテナ３１ａの筐体３１ｂの下板の上側面に接触して固定されている。また、アンテナ３１ａの導体３１０の一端は、図２に示したように、同軸ケーブル２の内側導体２ａに接続され、この導体３１０の他端は同軸ケーブル２の外側導体２ｂに接続される。また、ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａは、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａと同様に、図３の上下方向、すなわち、地表面に対して垂直方向の指向性を有するように配置されている。
【００２６】
そして、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａの筒状部材３２１の中心軸とＥＣＵ３１のアンテナ３１ａの筒状部材３１１の中心軸とが同一直線上に位置するように、アンテナ３１ａの筐体３１ｂの下板の下側面とＥＴＣ車載器３２の筐体３２ｂの上板の上側面とが密着して固定されている。このように、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａとＥＣＵ３１のアンテナ３１ａは、各アンテナ同士が対向して設けられている。
【００２７】
ところで、送信側のモジュールのアンテナから放射される電磁波は、送信側のアンテナからの距離の２乗に比例して減衰する。したがって、本実施形態におけるＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４の各高周波回路で受信信号を増幅する際の増幅度は、図４に示した従来技術におけるＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４の各高周波回路で受信信号を増幅する際の増幅度と比較して低く設定されている。つまり、本実施形態におけるＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４の受信感度は、図４に示した従来技術におけるＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４の受信感度と比較して低く設定されている。
【００２８】
次に、図１に示した車両内無線通信システムにおいて、ＥＣＵ３１からＥＴＣ車載器３２へデータを送信する場合の動作について説明する。なお、ＥＣＵ３１、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４の各モジュールには、予めモジュール毎に識別番号（以下、アドレスという）が付与されている。
【００２９】
まず、ＥＣＵ３１のＣＰＵは、送信元アドレスと送信先アドレスを含む送信データを高周波回路に送信すると、この送信データは高周波回路により所定の変調方法で変調され、同軸ケーブル２に接続されたアンテナ３１ａから、地表面に対して垂直方向に電磁波が放射される。
【００３０】
ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａには、ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａから送信された電磁波の電磁誘導作用による電流が流れ、この電流に応じた受信信号が高周波回路に入力される。この受信信号は、高周波回路で増幅、復調され、受信データとしてＥＴＣ車載器３２のＣＰＵに入力される。ＥＴＣ車載器３２のＣＰＵは、受信データに含まれる送信先アドレスが自己に付与されたアドレスと一致するか否かを判定し、一致した場合には、自己宛に送信された送信データであるため、送信データを受け取り、一致しない場合には、自己宛に送信された送信データではないため、送信データを廃棄する。
【００３１】
次に、ＥＴＣ車載器３２からＥＣＵ３１へデータを送信する場合の動作について説明する。
【００３２】
まず、ＥＴＣ車載器３２のＣＰＵは、送信元アドレスと送信先アドレスを含む送信データを高周波回路に送信すると、この送信データは高周波回路により所定の変調方法で変調され、アンテナ３２ａから、地表面に対して垂直方向に電磁波が放射される。
【００３３】
ＥＣＵ３１のアンテナ３１ａには、ＥＴＣ車載器３２のアンテナ３２ａから送信された電磁波の電磁誘導作用による電流が流れ、この電流に応じた受信信号が高周波回路に入力される。この受信信号は、高周波回路で増幅、復調され、受信データとしてＥＣＵ３１のＣＰＵに入力される。ＥＣＵ３１のＣＰＵは、受信データに含まれる送信先アドレスが自己に付与されたアドレスと一致するか否かを判定する。ここで、一致した場合には、自己宛に送信された送信データであるため、送信データを受け取り、一致しない場合には、自己宛に送信された送信データではないため、送信データを廃棄する。
【００３４】
上記したように、親モジュールのアンテナと子モジュールのアンテナの各アンテナ同士が対向して設けられているので、各アンテナを直近に配置し、受信側のモジュールの受信感度を低くすることができ、外来電磁波の影響を低減することができる。
【００３５】
また、親モジュールおよび子モジュールの各アンテナには、指向性アンテナであるループコイル型のアンテナが用いられており、これらのアンテナは、指向性が同一方向となるように配置されているので、これらのアンテナの指向性と異なる方向の指向性を有する外来電磁波の影響を低減することができる。
【００３６】
また、親モジュールおよび子モジュールの各アンテナには、指向性アンテナであるループコイル型のアンテナが用いられており、これらのアンテナは、地表面に対して垂直方向の指向性を有するように配置されている。したがって、車両の前後左右方向の水平方向から発生される、地表面に対して水平方向の外来電磁波の影響を低減することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態において、ＥＣＵ３１を親モジュールとし、ＥＴＣ車載器３２、ドアＥＣＵ３３およびカーナビゲーション装置３４を子モジュールとして、親モジュールと子モジュール間の通信を無線にて行う例について示したが、ここに示した各機器に限ることなく、車両における各種ＥＣＵのような各機器に適用することができる。特に、ドアと車体間等の可動部間の通信、複数のオーディオ機器間のような着脱の多い部位間の通信に適用できる。また、タイヤの内部に設けられ、タイヤ内の空気圧力を測定して無線にて送信するタイヤ空気圧センサと、車体側に設けられ、タイヤ空気圧センサから送信される無線信号を受信して運転者に報知する受信機からなるタイヤ空気圧監視装置にも適用できる。この場合、タイヤ空気圧センサを子モジュール、受信機を親モジュールとして構成すればよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、アンテナ線として同軸ケーブルを用いた例について示したが、同軸ケーブルに限ることなく、例えば、シールド無しより対線、シールド付きより対線などを用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態において、親モジュールや子モジュールのアンテナとして、ループコイル型のアンテナを用いた例について示したが、ループコイル型のアンテナに限ることなく、例えば、開口面アンテナやアレーアンテナ等を用いてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態において、複数のアンテナ３１ａが同軸ケーブル２を介してＥＣＵ３１に接続された例について示したが、並列接続に限ることなく、例えば、ＥＣＵ３１と複数のアンテナ３１ａ間を１対１で接続するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、親モジュールのアンテナと子モジュールのアンテナが近接して配置された構成を例について示したが、短絡しない程度で密着して配置された構成としてもよい。なお、親モジュールおよび子モジュールの各アンテナ間の距離としては、１ｍ以内が望ましい。
【００４２】
また、上記実施形態において、ループコイル型のアンテナの筒状部材の材質をエポキシ樹脂とした例について示したが、フェライトコアやトライダルコアとしてもよい。
【００４３】
また、受信側のモジュールにＩＣタグを備え、親モジュールのアンテナと子モジュールのアンテナ間の電磁誘導により、受信側のモジュールに電力を供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両内無線通信システムの構成を概念的に示した図である。
【図２】ＥＣＵの同軸ケーブルおよびアンテナの接続を模式的に示した図である。
【図３】ＥＣＵのアンテナとＥＴＣ車載器のアンテナの配置例を示した図である。
【図４】従来の車両内無線通信システムの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
２…同軸ケーブル、２ａ…内部導体、２ｂ…外部導体、３１…ＥＣＵ、
３２…ＥＴＣ車載器、３３…ドアＥＣＵ３３、３４…ナビゲーション装置、
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ…アンテナ、３１０、３２０…導体、
３１１、３２１…筒状部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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